李智

摘 要 周塘營隧洞土洞段是施工中的難點(diǎn)，因土體自穩(wěn)能力較差，施工開挖過程中易出現(xiàn)坍塌變形，尤其是在富含地下水飽和土體的洞段掘進(jìn)，其成洞條件差，施工難度大。本文根據(jù)施工實(shí)踐，介紹施工中嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤監(jiān)測、早襯砌”施工原則，土洞段采取的施工技術(shù)方案，及達(dá)到的施工效果。

關(guān)鍵詞 土洞;仰拱;施工原則;施工方案

1工程概括

涔天河水庫擴(kuò)建工程為湖南省“十二五”期間主要骨干控制性工程。灌區(qū)周塘營隧洞位于湖南省永州道縣四馬橋鎮(zhèn)周塘營村，周塘營隧洞長972m，洞徑4.4m，進(jìn)口底板高程264.536m，出口底板高程264.375m，設(shè)計(jì)為無壓洞。

周塘營隧洞穿越溶蝕丘陵地貌單元，沿線地形起伏較大。進(jìn)、出口段地表覆蓋較厚的殘積堆積含碎石粉質(zhì)黏土，厚度10～25m不等，洞身基巖出露，為泥盆系棋子橋組中厚～厚層狀灰?guī)r，呈弱風(fēng)化狀態(tài)，局部巖溶較發(fā)育，以溶隙溶溝為主，多為全充填或半充填黏土夾碎石，巖層產(chǎn)狀N4°W.NE∠20°，巖層走向與洞軸線近平行，隧洞最大埋深58m。該隧洞進(jìn)出口約有300米洞段位于殘積堆積土層內(nèi)，沿線地下水位埋深為4.5～20m，進(jìn)出口段地下水線位于基巖面附近，受地下水影響，基巖面附近的土體軟化，性狀較差[1]。

2施工原則

根據(jù)洞口明挖揭示，周塘營隧洞進(jìn)出口為含碎石粉質(zhì)黏土，略見滲水，局部見有地下水出露，土體受地下水浸泡軟化，自穩(wěn)能力較差，開挖后需及時(shí)支護(hù)，加之洞徑較大，掌子面過陡極易發(fā)生坍塌現(xiàn)象，由于地質(zhì)情況復(fù)雜突變及施工支護(hù)難度大等特點(diǎn)，土質(zhì)隧洞施工主要考慮排水問題、坍塌變形問題和底板沉降問題。針對不良地質(zhì)土洞段施工制定總的原則是“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤監(jiān)測、早襯砌”[2]。

3土洞施工方案

（1）在隧洞進(jìn)洞開挖前，洞口部位的支護(hù)極為重要，洞口外圍截水溝提前完成，待洞臉邊坡支護(hù)、防排水及洞口明洞設(shè)施完成后方可進(jìn)洞開挖。該隧洞洞口進(jìn)行了鎖口施工及明洞設(shè)施布置。鎖扣于頂拱范圍內(nèi)布設(shè)鎖口超前注漿小導(dǎo)管，要求超前小導(dǎo)管盡可能與隧道軸線平行，外露端與第一榀鋼支撐焊接牢靠，形成拱圈受力，洞口采取鋼筋混凝土明洞進(jìn)行保護(hù)。

（2）在隧洞施工過程中，重視超前探測工作，及時(shí)掌握前方地質(zhì)情況，探測孔布置在掌子面，探測方向?yàn)樗矶撮_挖正前方，探測孔孔深不小于20.0m，搭接長度不小于3.0m。

（3）周塘營隧洞土洞段在施作超前注漿小導(dǎo)管時(shí)，由于灌漿壓力不夠，土質(zhì)相對均勻，無明顯裂隙，水泥漿不能進(jìn)入土體中，無法起到加固土體作用。通過土層、施工工藝、經(jīng)濟(jì)、安全綜合分析與對比，在周塘營隧洞土洞開挖支護(hù)施工中采用超前小鋼管，目前周塘營隧洞土洞段已施工完成近半年時(shí)間，施工監(jiān)測未發(fā)現(xiàn)異常變形，處理效果明顯。

（4）土洞段必須短進(jìn)尺掘進(jìn)，緊跟工作面支護(hù)，進(jìn)尺不大于1.0m。施工時(shí)采取了分層開挖，上層開挖則采用預(yù)留核心土，先掏環(huán)形槽進(jìn)行開挖，推進(jìn)一段距離后（不大于1.0m），立即安裝鋼支撐并進(jìn)行鋼支撐加固，然后安裝掛網(wǎng)鋼筋并噴砼。待上層開挖支護(hù)完成不小于3m，再進(jìn)行下層開挖支護(hù)（上下層開挖面間距不小于2m），下層開挖同樣需采用預(yù)留核心土，左右錯(cuò)開掏槽開挖進(jìn)行鋼撐接腿。

（5）土洞開挖盡量采取非爆破掘進(jìn)施工，局部出露巖包采用了破碎錘破碎施工，范圍較廣的巖石洞段，采用了小藥量弱爆破施工或靜態(tài)爆破，防止爆破震動(dòng)影響土層穩(wěn)定。

（6）①仰拱開挖：仰拱部位的土開挖時(shí)，必須控制開挖段的長度，一般情況下Ⅳ類及以上圍巖地段，基坑長度應(yīng)≤5.0M，尤其設(shè)鋼支撐地段應(yīng)短距離開挖。②初襯仰拱支護(hù)結(jié)構(gòu)：仰拱鋼架與連拱式隧洞中隔墻基底處的連接一定要采取板式連接，仰拱鋼架應(yīng)用冷彎機(jī)彎制成符合弧度要求的形狀，個(gè)別需采用對焊連接時(shí)，在鋼架接頭腹板中必須雙面拼焊鋼板，或采用四孔雙面夾板螺栓連接，用砼掩埋鋼架前必須清除所有鋼架外表的油圬、泥土、銹跡。③仰拱砼的澆注：仰拱砼應(yīng)采用機(jī)械拌制，泵送砼澆注，砼澆注工藝應(yīng)嚴(yán)格按現(xiàn)行有關(guān)砼施工規(guī)范執(zhí)行。④仰拱頂填充施工：填充摻和5%水泥砂礫石，最大粒徑≤30mm，仰拱回填與隧洞排水邊溝等構(gòu)造物有直接關(guān)系，為此在實(shí)施此部分圬工時(shí)，應(yīng)事先定位排水溝等結(jié)構(gòu)的尺寸，并設(shè)立相應(yīng)的模板。

（7）富含地下水飽和水土體中的排水：由于周塘營隧洞沿線地下水較豐富，地下水位高于洞頂高程，隧洞沿線地下水位埋深為4.5～20m，地下水類型為巖溶水，大氣降水補(bǔ)給，水量中等。在開挖過程中，可能出現(xiàn)涌水、涌泥等現(xiàn)象;因此降低土體中的含水量，增大土體本身的自穩(wěn)能力，是排水問題關(guān)鍵所在;在開挖施工前，在掌子面底板以上 1～2m 處采用潛孔鉆打水平排水孔2～3個(gè)，兩邊墻排水孔需考慮必要的反慮措施。地下水較豐富時(shí)，宜于邊墻墻腳護(hù)砌排水溝引排出洞外。全洞洞頂均設(shè)60排水孔，排距3m，每排3孔，地下水豐富地段排水孔加密。

（8）為更好地掌握土洞支護(hù)處理的效果，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測和人為巡視，及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，新進(jìn)施工洞段要加密監(jiān)測，根據(jù)情況后期監(jiān)測可適當(dāng)延長監(jiān)測時(shí)段。周塘營隧洞土洞段已施工完成一年多時(shí)間，根據(jù)施工監(jiān)測成果，未發(fā)現(xiàn)異常變形，處理效果明顯。

4結(jié)束語

通過周塘營隧洞土洞段施工實(shí)踐證明，在地質(zhì)條件較差、圍巖極不穩(wěn)定的土層內(nèi)洞挖施工，要嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤監(jiān)測、早襯砌”施工原則。對于地下水位較高、圍巖極不穩(wěn)定的地層，要提前做好超前預(yù)測，查明前方地質(zhì)情況，制定合理的開挖方式，及時(shí)支護(hù)，并開展實(shí)時(shí)監(jiān)測，能夠有效保證隧洞（土洞）的施工安全。通過本文不成熟的總結(jié)，希望能對類似工程起到借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝云發(fā).論土洞施工技術(shù)研究[J].施工技術(shù)，2012，（12X）：100-101.

[2] GB50487-2008.水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.